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Fisica statistica ed informatica – Cinetica molecolare

Appunti di Fisica statistica ed informaticaCinetica molecolare di un Gas. Nello specifico gli argomenti trattati sono i seguenti: Cos'è un Gas, CARATTERISTICHE DELLE MOLECOLE DEI GAS IDEALI, LA LEGGE DI VAN DER WAALS, INTEREPRETAZIONE MICROSCOPICA DELLA LEGGE DI VAN DER WAALS, ecc.

Esame di Fisica statistica ed informatica docente Prof. G. Vermiglio

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LA LEGGE DI VAN DER WAALS:

• Il comportamento dei gas ideali, discosta

notevolmente da quello dei gas reali.

• In luce di queste incongruenze di

comportamento, molti studiosi formularono

delle teorie che modificavano la legge

generale PV= nRT.

• Una legge molto nota é quella di Van der

Waals, che si esprime secondo la seguente

equazione:

• (p + n²a/ V²) (V – nb) = n RT.

INTEREPRETAZIONE

MICROSCOPICA DELLA LEGGE

DI VAN DER WAALS:

• In base alla legge di Van der Waals le molecole,

presentano tra loro una interazione, per via di

forze che agiscono a corto raggio.

• Da ciò si evince che le molecole sono fortemente

repulsive quando sono a breve distanza fra loro.

• Le particelle sono invece debolmente attrattive

se sono ad una distanza media.

• Infine, queste forze evidenziate da Van der

Waals, sono nulle tra due molecole poste a

grande distanza l’una dall’altra.

TRANSIZIONI DI FASE.

• A basse temperature, quindi in condizioni di

scarsa mobilità molecolare, ad alte pressioni,

a volumi ridotti, le molecole di un gas sentono

notevolmente le forze attrattive delle altre

molecole.

• In questi casi i legami diventano così intensi

da far cambiare lo stato del sistema, ovvero si

verifica una transizione di fase dallo stato

gassoso a quello liquido.

• Van der Waals spiega questo fenomeno, con

l’esistenza di un punto critico al di là del quale

lo stato gassoso e quello liquido non sono

distinguibili.

ESCURSUS TRA LE MAGGIORI

TEORIE DELLA CINETICA DEI

GAS:

• Robert Boyle ha dimostrato che, a temperatura costante, la pressione di un

gas è proporzionale alla sua densità.

• Jacques Charles e Joseph L. Gay Lussac mostrarono che la pressione di un

gas, quando questo è riscaldato a volume costante, è proporzionale alla

temperatura misurata dallo zero assoluto, e la velocità di incremento della

pressione è indipendente dal gas esaminato.

• Daniel Bernoulli (1738) affermò che quando si aumenta la densità a

temperatura costante aumenta il numero delle collisioni e con esso la

pressione.

• Julius L. Mayer suggerì (1842) che il calore è semplicemente un risultato del

moto molecolare; questa equivalenza dell'energia termica e dell'energia

cinetica molecolare fu verificata sperimentalmente (1843) da James P. Joule.

• Rudolf Clausius mostrò (1857) che, se tutte le molecole si muovono con la

stessa velocità v, ma in direzione casuale, la frequenza delle collisioni con la

parete si può calcolare statisticamente e la quantità di impulso trasmessa in

ogni collisione si può ottenere dalle leggi della meccanica classica.

• James C. Maxwell mostrò che le molecole di un gas possiedono velocità

differenti; allo scopo di calcolare la loro distribuzione egli usò la teoria delle

probabilità.

• Ludwig Boltzmann usò la meccanica classica per porre su una base dinamica

più rigorosa i risultati di Maxwell; egli, inoltre, derivò l'equazione che descrive

il ritorno allo stato di equilibrio di un gas diluito. L'equazione di Boltzmann è il

fondamento della teoria cinetica dei gas

.


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AUTORE

Sara F

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+1 anno fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - 6 anni)
SSD:
Università: Messina - Unime
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Sara F di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisica statistica ed informatica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Messina - Unime o del prof Vermiglio Giuseppe.

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